計算機網(wǎng)絡通信原理概論課件

計算機網(wǎng)絡通信原理概論課件contents目錄計算機網(wǎng)絡概述通信原理基礎網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議網(wǎng)絡設備與連接網(wǎng)絡協(xié)議與應用網(wǎng)絡安全性與防護01計算機網(wǎng)絡概述由若干個計算機和通信設備通過傳輸媒體互連在一起，按照網(wǎng)絡協(xié)議相互通信，以實現(xiàn)軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源的共享的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布式處理、提高計算機的可靠性和可用性。計算機網(wǎng)絡定義計算機網(wǎng)絡的主要功能計算機網(wǎng)絡第一階段面向終端的計算機網(wǎng)絡，20世紀50年代初，美國建立半自動地面防空系統(tǒng)，將不同地點的計算機通過通信線路連接起來。第二階段計算機-計算機網(wǎng)絡，20世紀60年代中期，美國國防部高級研究計劃局（ARPA）開發(fā)ARPANET，最初只有4個節(jié)點，到70年代初已擴展到40個節(jié)點。第三階段國際標準化的計算機網(wǎng)絡，隨著微處理器和微型計算機的廣泛應用，局域網(wǎng)技術(shù)得到迅猛發(fā)展。同時，國際標準化組織（ISO）制定開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM），使得不同廠商生產(chǎn)的計算機和網(wǎng)絡可以互連互通。計算機網(wǎng)絡發(fā)展歷程

計算機網(wǎng)絡分類根據(jù)覆蓋范圍分類：局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）、廣域網(wǎng)（WAN）。根據(jù)傳輸介質(zhì)分類：有線網(wǎng)和無線網(wǎng)。根據(jù)使用性質(zhì)分類：公用網(wǎng)和專用網(wǎng)。02通信原理基礎通信系統(tǒng)模型一個完整的通信系統(tǒng)通常包括信源、發(fā)送器、信道、接收器和信宿等基本組成部分。信源產(chǎn)生要傳輸?shù)南⒌脑O備，如話筒、攝像頭等。發(fā)送器將信源產(chǎn)生的消息轉(zhuǎn)換成可以在信道上傳輸?shù)男盘?，如調(diào)制器。信道傳輸信號的媒介，如無線電波、光纖等。接收器將接收到的信號轉(zhuǎn)換成原始的消息，如揚聲器、顯示器等。信宿接收消息的人或設備，如聽眾、觀眾等。通信系統(tǒng)模型連續(xù)變化的物理量，如聲音、光線等。模擬信號離散的物理量，如脈沖、開關(guān)狀態(tài)等。數(shù)字信號模擬信號與數(shù)字信號將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以在信道上傳輸?shù)男盘柕募夹g(shù)。數(shù)據(jù)編碼技術(shù)基帶編碼頻帶編碼將數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成電信號，如振幅調(diào)制、頻率調(diào)制等。將基帶信號轉(zhuǎn)換成較高頻率的信號，如QPSK、QAM等。030201數(shù)據(jù)編碼技術(shù)有線傳輸媒體雙絞線、同軸電纜、光纖等。無線傳輸媒體無線電波、微波、紅外線等。傳輸媒體03網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議OSI參考模型是開放系統(tǒng)互聯(lián)的參考模型，它定義了網(wǎng)絡通信的七層協(xié)議結(jié)構(gòu)。定義每一層都有特定的功能，如數(shù)據(jù)封裝、傳輸和路由等，各層協(xié)同工作以實現(xiàn)整個網(wǎng)絡通信過程。功能為異種系統(tǒng)之間的互連互通提供了統(tǒng)一的框架，使得不同的系統(tǒng)和設備能夠相互協(xié)作。作用OSI參考模型03應用許多網(wǎng)絡服務和應用都基于TCP/IP模型，如HTTP、FTP、SMTP和POP3等。01定義TCP/IP模型是一個四層協(xié)議模型，包括應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層和鏈路層。02特點TCP/IP模型簡單明了，易于實現(xiàn)和維護，是目前互聯(lián)網(wǎng)廣泛采用的核心協(xié)議。TCP/IP模型IP地址是用于標識網(wǎng)絡中每一臺主機的唯一標識符，分為IPv4和IPv6兩種版本。IP地址域名系統(tǒng)將易于記憶的域名轉(zhuǎn)換為相應的IP地址，實現(xiàn)主機名到IP地址的映射。域名系統(tǒng)DNS服務器是域名系統(tǒng)的核心組件，負責解析域名并返回相應的IP地址。DNS服務器IP地址與域名系統(tǒng)04網(wǎng)絡設備與連接路由器是用于連接不同網(wǎng)絡的設備，能夠根據(jù)IP地址將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡。路由器通常包含路由表，用于存儲路由路徑信息，以便將數(shù)據(jù)包發(fā)送到正確的目的地。路由器路由器的主要功能包括路由選擇、網(wǎng)絡隔離、數(shù)據(jù)過濾和流量控制等。路由器之間的連接可以通過不同的傳輸協(xié)議實現(xiàn)，如靜態(tài)路由、動態(tài)路由和BGP等。ABCD交換機交換機能夠?qū)W習并維護一個MAC地址表，以便將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到正確的目的地。交換機是一種基于MAC地址識別和完成數(shù)據(jù)交換的設備。交換機可以分為二層交換機和三層交換機，分別對應于OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層。交換機的每個端口都可以直接連接一臺設備，提高了網(wǎng)絡的連接性和擴展性。123集線器是一種物理層設備，用于擴展網(wǎng)絡連接。集線器能夠?qū)⒍鄠€網(wǎng)絡節(jié)點連接到一個局域網(wǎng)中，并通過廣播方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到所有連接的節(jié)點。集線器通常用于小型網(wǎng)絡中，但不適用于大型網(wǎng)絡，因為可能導致廣播風暴和安全問題。集線器調(diào)制解調(diào)器是一種用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號或?qū)⒛M信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的設備。通過調(diào)制解調(diào)器，用戶可以將計算機連接到電話線或DSL等模擬信號傳輸介質(zhì)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和接收。調(diào)制解調(diào)器可以分為外置式和內(nèi)置式兩種類型，根據(jù)不同的傳輸速率和調(diào)制技術(shù)進行分類。調(diào)制解調(diào)器05網(wǎng)絡協(xié)議與應用TCP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP協(xié)議通過流量控制和擁塞控制機制，有效避免了網(wǎng)絡擁塞和數(shù)據(jù)丟失的問題。TCP協(xié)議通過建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和連接終止三個階段，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性和可靠性。TCP協(xié)議廣泛應用于Web瀏覽、電子郵件、FTP等應用層協(xié)議，是互聯(lián)網(wǎng)通信的重要基石。TCP協(xié)議UDP協(xié)議（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）是一種無連接的傳輸層通信協(xié)議，提供不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務。UDP協(xié)議不保證數(shù)據(jù)的順序和完整性，因此應用程序需要自行處理數(shù)據(jù)包的丟失和亂序問題。UDP協(xié)議廣泛應用于VoIP（語音通話）、在線直播等場景，以滿足實時性和低延遲的需求。UDP協(xié)議簡單、高效，適用于對實時性要求較高的應用，如音視頻通話、在線游戲等。UDP協(xié)議HTTP協(xié)議01HTTP協(xié)議（超文本傳輸協(xié)議）是一種應用層通信協(xié)議，用于在網(wǎng)絡中傳輸超文本（如網(wǎng)頁）。02HTTP協(xié)議采用請求/響應模型，客戶端向服務器發(fā)送請求，服務器返回響應。03HTTP協(xié)議支持多種請求方法（如GET、POST、PUT、DELETE等），用于執(zhí)行不同的操作。04HTTP協(xié)議廣泛應用于Web開發(fā)，是互聯(lián)網(wǎng)中最為重要的應用層協(xié)議之一。輸入標題02010403DNS協(xié)議DNS協(xié)議（域名系統(tǒng)）是一種網(wǎng)絡服務，用于將域名轉(zhuǎn)換為IP地址。DNS協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一部分，確保了用戶可以通過域名方便地訪問互聯(lián)網(wǎng)上的資源。DNS協(xié)議采用客戶端/服務器模型，客戶端向DNS服務器發(fā)送域名解析請求，DNS服務器返回相應的IP地址。DNS協(xié)議通過分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將域名和IP地址進行映射，使得用戶可以通過域名訪問互聯(lián)網(wǎng)上的資源。06網(wǎng)絡安全性與防護惡意軟件包括病毒、蠕蟲、特洛伊木馬等，它們會破壞系統(tǒng)、竊取數(shù)據(jù)或干擾網(wǎng)絡通信。黑客攻擊黑客利用系統(tǒng)漏洞或薄弱點，非法訪問、篡改或破壞網(wǎng)絡資源。拒絕服務攻擊攻擊者通過大量無用的請求擁塞網(wǎng)絡，導致合法用戶無法正常訪問。釣魚攻擊通過偽裝成合法網(wǎng)站或電子郵件，誘導用戶泄露個人信息或登錄賬號。網(wǎng)絡安全威脅對稱加密使用不同的密鑰進行加密和解密，公鑰用于加密，私鑰用于解密，常見的算法有RSA、ECC等。非對稱加密哈希算法將任意長度的數(shù)據(jù)映射為固定長度的哈希值，用于驗證數(shù)據(jù)的完整性和真實性。使用相同的密鑰進行加密和解密，常見的算法有AES、DES等。加密技術(shù)根據(jù)預設規(guī)則對進出網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)包進行篩選和過濾。包過濾防火墻在應用層上工作，能